7 机械功与机械能 2025年中考物理沪粤版专题强化练习（广东）

7 机械功与机械能 题号 一 二 三 四 五 六 总分 累分人 得分 说明:共6大题,23小题,满分100分,作答时间为80分钟。 中考对接点 功和功率的计算,机械能的大小变化及其转化,杠杆相关作图及杠杆平衡条件的应用,滑轮(组)特点及其应用,机械效率的计算,探究影响动能大小的因素和探究杠杆的平衡条件 一、选择题:本大题共7小题,每小题3分,共21分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1.在国际单位制中,功的单位是 (　　) A.J B.kW C.W D.J/s 2.如图所示,用大小相等的拉力F,分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱,木箱在力的作用下移动的距离sAB=sCD,比较两种情况下拉力F所做的功及其功率 (　　) A.AB 段做的功较多 B.CD 段做的功较多 C.AB 段与CD 段做的功一样多 D.AB 段的功率比CD 段的功率大 3.跳远运动员助跑一段距离才起跳,是为了 (　　) A.增大惯性 B.增大动能 C.省力 D.省功 4.把篮球抛向空中,忽略空气阻力,球离手后至落回地面前,下列选项中能正确表示机械能(E)与篮球离地面高度(h)的关系的是 (　　) 5.一个人用同样大小的水平拉力拉着木箱,分别在光滑和粗糙两种水平地面上前进相同的距离。关于拉力所做的功,下列说法中正确的是 (　　 ) A.在光滑地面上做功较少 B.在粗糙地面上做功较少 C.两次做功一样多 D.条件不足,无法比较 6.如图所示,光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后,经过A点和B点后落到地面,又被多次弹起,图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动,描述正确的是 (　　 ) A.小球从A点运动到B点的过程中速度增大 B.小球反弹经过D点时动能为零 C.若将弹性小球表面涂黑,则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑 D.小球经过E点时的机械能大于经过G点时的机械能 7.小昕在测量机械效率的实验时,分别用甲、乙、丙三种机械将重为1 N的物体匀速提升0.2 m,记录它们所做的总功如图所示,则 (　　) A.甲的机械效率高于乙 B.乙的额外功大于甲 C.丙的数据是错误的 D.甲的有用功小于乙 二、填空题:本大题共7小题,每空1分,共21分。 8.随着我国经济的高速发展,城市建筑越来越高,“高空坠物伤人”事件时有发生。原因是物体所处的高度越高,物体所具有的重力势能越　　　(选填“大”或“小”)。当高处的物体坠落时,因为重力势能转化为　　　　　能,从而带来安全隐患。此过程中,物体的重力　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。  9.如图,天问号火星探测器准备登陆火星表面,着陆器设计了四个脚,每个脚上都安装了一个较大的圆盘,这是为了减小　　　　;火星表面有稀薄的空气,在降落过程中着陆器的机械能　　　　(选填“增大”“不变”或“减小”);火星地表大气压强约为680 Pa,若在火星地表做托里拆利实验,则水银柱高度h约为　　　　mm(火星表面上,物体所受的重力与其质量的比值g火约为4 N/kg,水银密度ρ水银=13.6×103kg/m3)。  10.图为农用扬场机的示意图。谷物脱粒后,谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速转动的轮形和皮带的带动下被抛出,谷粒、糠皮、碎石落地的远近不同,从而形成1、2、3三堆,达到分离的目的。其中1是　　　　,2是　　　　。从能量的角度看,它们在运动过程中能够分离,是因为　。  11.中考体育跳绳需要达到1分钟180个才能获得满分,小明同学质量为50 kg,请你通过图像,计算出小明在1 min内跳绳所做的功为　　　　J,克服重力做功的平均功率为　　　　W(g取10 N/kg),可以判断出这次跳绳,小明　　　　(选填“能”或“不能”)获得满分。 12.如图所示,小明用200 N的水平力推着重为300 N的木箱在水平地板上10 s前进了4 m,松手后,木箱又向前自由滑行了1 m后停止。整个过程中,木箱的重力做功　　　　J,小明对木箱做功　　　　J,功率是　　　　W。  13.如图所示,小明用力F将重为940 N的物体A匀速竖直提升,动滑轮重60 N。若不计绳重和摩擦,则力F的大小是　　　　N,滑轮组的机械效率是　　　　。若使用该滑轮组匀速竖直提升重为1500 N的物体,则该滑轮组的机械效率将　　　　(选填“变大”“不变”或“变小”)。  14.小明在如图所示的健身运动过程中,脚腕用50 N的力使细绳拉着物体A上升,若物体A的质量为4 kg,在2 s内匀速上升0.4 m,则小明的脚腕对物体A做的有用功为　　　　J,脚腕对物体A做功的机械效率为　　　　,脚腕对物体A做的总功的功率为　　　　W。(g取10 N/kg)  三、作图题:本题7分。 15.(1)如题15-1图所示,摆球从a位置由静止释放,先后经过b、c两个位置,b位置为摆球运动的最低点,请在摆球动能最大位置的圆圈内标上数字1,重力势能最大位置的圆圈内标上数字2。 题15-1图 (2)用如题15-2图所示的滑轮组将水桶匀速提升,请画出连接滑轮组最省力的绕法。 题15-2图 (3)如题15-3图甲所示,这是在中考体育考试中小刚投掷实心球的场景。请你在题15-3图乙中画出实心球离手后,在空中飞行过程中动能随时间变化的大致曲线。 题15-3图 四、实验题:本大题共3小题,第16小题7分,第17、18小题各6分,共19分。 16.如图所示,这是探究“物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验装置。 (1)该实验中所探究的物体的动能是指　　　　(选填“木块”或“钢球”)的动能。  (2)实验中,分析甲、乙图,控制了钢球的　　　　相同,得到实验结论:　。  (3)分析　　　　图,得到实验结论:速度相同时,物体质量越大,动能越大。  (4)若水平面绝对光滑,本实验将　　　　(选填“能”或“不能”)达到探究目的。  (5)“十次车祸九次快”是在警醒驾驶员驾驶车辆时不要超速,为了研究超速带来的危害,应该选用甲、乙、丙中的　　　　两次实验进行比较;如果是为了研究车辆超载带来的危害,应该选 　　　　两次实验进行比较。  17.小明同学在研究“影响重力势能大小的因素”时,提出了如下猜想: 猜想一,重力势能的大小可能与物体的质量有关; 猜想二,重力势能的大小可能与物体所在的高度有关; 猜想三,重力势能的大小可能与物体的体积有关。 他为了验证猜想,准备了如下实验器材:花泥(易产生塑性形变)若干块,体积相同、质量为m的小球3个和质量为2m、3m的小球各一个;体积不同的小球3个,将它们分别从不同位置由静止释放,小球陷入花泥里的深度情况如图所示;请你完成下列内容。 (1)本实验中,小球的重力势能大小是通过观察　　　　　　　　来反映的。  (2)分析 A、B、C三个小球的实验现象,可得出结论:　　　　　　　　　　　。  (3)为了验证猜想二,他应分析　　　　(填写字母)三个小球的实验现象。  (4)为了验证猜想三,G球和H球的质量应分别为　　　　　、　　　　　;实验后发现小球陷入花泥的深度相同,由此可知物体重力势能的大小与物体的体积　　　　(选填“有关”或“无关”)。  18.在“测量滑轮组机械效率”的实验中,小明与同学们用同一滑轮组进行了三次实验(如图所示),实验数据如下表所示。 次数 钩码重G/N 钩码上升的距离h/cm 弹簧测力计示数F/N 弹簧测力计上升距离s/cm 机械效率η 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 ① 3 6 10 ② 30 90.9% (1)实验时应沿竖直方向　　　　拉动弹簧测力计,并用刻度尺测出钩码上升的高度。  (2)表格①处的机械效率η为　　　;由图丙可知,表格②处弹簧测力计示数为　　　　N。  (3)分析实验数据可知:使用同一滑轮组,滑轮组的机械效率与物重的关系图像可能是下图中的　　　　(填字母)。  (4)若将此滑轮组的绕绳方法换成如图丁所示的绕绳方法,不计绳重和摩擦,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率　　　　(选填“变大”“不变”或“变小”)。  (5)实现结束后,小明对表格中的实验数据进一步分析,发现使用同一滑轮组提升不同重物至同一高度时,提升的物重增加时,所做的额外功　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。  五、计算题:本大题共2小题,第19小题6分,第20小题7分,共13分。 19.图为叉车抬升石材的情景,叉车空载时的质量为900 kg。叉车将700 kg石材匀速升起2 m的高度之后又以9 km/h的速度在水平地面匀速行驶了20 m,行驶过程中叉车受到的阻力是其总重力的。求:(g取10 N/kg) (1)叉车抬升石材时对石材做的功; (2)叉车在水平地面行驶时牵引力的功率。 20.图为某处地铁施工时的起重机及其滑轮组的示意图。钢丝绳拉力F由电动机提供,拉力做功的功率为3000 W,利用该滑轮组在30 s内将质量为0.3 t的沙土匀速吊出15 m深的竖井。(g取10 N/kg)求: (1)拉力移动钢丝绳的速度; (2)拉力的大小; (3)该滑轮组的机械效率。 六、综合能力题:本大题共3小题,第21小题7分,第22、23小题各6分,共19分。 21.小明骑自行车上学途中经过一段下坡路。他思考:物体从粗糙程度相同的斜坡下来后滑行的最大距离可能与哪些因素有关呢? (1)他发现斜面的高度越大,冲下斜坡后滑行的最大距离就越大。从能量角度分析,物体所处位置越高,重力势能也越大,到达坡底时的　　　　能就越大,从而滑行得越远。  (2)接着小明又提出两个猜想: 猜想一:可能与物体的质量有关。 猜想二:可能与斜坡和水平面间的夹角有关。 为验证猜想,他设计了图甲所示的装置,将A、B两个木槽在O处平滑连接。实验中多次改变并测出夹角α、θ,然后将甲、乙小滑块从木槽A上由静止释放,测量出滑块冲上木槽B的距离(滑块中心到O点的距离)s甲和s乙,数据如下表。 实验序号 1 2 3 4 5 夹角α 30° 30° 30° 40° 50° 夹角θ 20° 30° 53° 30° 30° s甲/cm 37.9 19.3 30.0 31.2 s乙/cm 37.8 28.1 19.3 30.1 31.1 ①实验中甲、乙两滑块质量　　　　,每次应将两滑块从　　　　处释放。  ②第2次实验中测量s甲时刻度尺和滑块的位置如图乙,则表格中应填入　　　　。  ③分析上表数据,可知猜想一是　　　　的。  ④用上表数据分析猜想二,序号为　　　　的数据为无用数据,分析其余数据,可得出的探究结论是:当物体的高度和质量一定时,斜坡的角度越大,物体滑行距离越远。  (3)进一步分析得到导致斜面夹角越大滑块滑行距离越远的原因是斜面夹角越　　　　,物体下滑时所受摩擦力越小,克服摩擦力做功越小,到达底部的动能越大,从而滑行距离越远。  22.实行垃圾分类以来,各小区常会见到如图甲所示的电瓶垃圾车对垃圾进行分类清运。若将垃圾桶看成近似的长方体,底部是边长a为60 cm的正方形,桶高b为100 cm。某垃圾桶及垃圾总质量为50 kg,且均匀分布。电瓶垃圾车的金属杆与其他附属结构质量忽略,3秒钟内垃圾桶可被金属杆绕O点从竖直匀速拉至水平。垃圾桶水平时,O点到金属杆的距离为20 cm,如图乙所示。(g取10 N/kg)。请分析回答: (1)图乙中金属杆向　　　　　(选填“上”或“下”)的拉力为动力,且与垃圾桶构成了 　　　　(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。  (2)垃圾桶处于图乙位置时,阻力臂为l桶=　　　　m,金属杆对垃圾桶(含垃圾)的拉力是 　　　　N。  (3)该电瓶垃圾车对桶做功　　　　J,做功的功率为　　　　W。(结果保留一位小数)  23.阅读材料,回答问题。 电　　梯 电梯与摩天大楼是哪一个先问世的?如果你认为是后者,那就错了。事实上,正是电梯的发明引起了建筑师们的注意,从而想到利用电梯可使人们自由地出入高楼的每一层,免于爬楼之苦。因此他们认为,建造摩天大楼是可行的。据报道,安装在我国上海中心大厦的“火箭”电梯,其攀升速度创造了20.5 m/s的世界纪录,从1楼到118楼只需短短55 s。 电梯的典型结构包括滑轮、轿厢、钢丝绳、配重、电动机、安全装置和信号操纵系统等。如图甲所示,这是某种升降电梯工作原理图。电动机和配重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力,连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近,轿厢与配重的运动方向始终相反。电动机通过切换转轴的转动方向,使轿厢升降自如。 (1)图甲中A滑轮是　　　　(选填“定”或“动”)滑轮,B滑轮　　　　(选填“能”或“不能”)省力。  (2)电梯在匀速上升过程中,轿厢的动能　　　　,配重的重力势能　　　　。(均选填“增大”“减小”或“不变”)  (3)上海中心大厦内的电梯是目前世界上最快的电梯,在载重一定的情况下,下列最能体现该电梯运行特点的是　　　　。  A.做功多 B.安全可靠 C.功率大 D. 机械效率高 (4)图乙是某次电梯上升时的v-t图像,若配重的质量为500 kg,电梯匀速运行阶段,配重的重力做功为　　　　J。(g取10 N/kg)  参考答案 1.A　2.C　3.B　4.A　5.C　6.D　7.C 8.大　动　不变 9.压强　减小　12.5 10.糠皮　谷粒　它们具有相同的速度,质量越大,动能越大,所以克服阻力运动的距离越远 11.3750　62.5　不能 12.0　800　80 13.500　94%　变大 14.16　80%　10 15.(1)如图所示:(2分) (2)如图所示:(2分) (3)如图所示:(2分) 16.(1)钢球 (2)质量　质量相同,物体速度越大,动能越大 (3)甲、丙 (4)不能 (5)甲、乙　甲、丙 评分标准:每空1分,共7分,有其他合理答案均可参照给分 17.(1)小球陷入花泥的深度 (2)当下落高度一定时,物体的质量越大,重力势能越大 (3)A、D、E (4)2m　2m　无关 评分标准:每空1分,共6分,有其他合理答案均可参照给分 18.(1)匀速 (2)88.9%　2.2 (3)B (4)不变 (5)增大 评分标准:每空1分,共6分,有其他合理答案均可参照给分 19.解:(1)石材的重力:G石=m石g=700 kg×10 N/kg=7000 N　(1分) 石材升起2 m的高度,叉车对石材做的功:W=G石h=7000 N×2 m=1.4×104 J　(1分) (2)叉车和石材的总重力: G总=G+G石=900 kg×10 N/kg+7000 N=1.6×104 N　(1分) 行驶过程中叉车受到的阻力是其总重力的,则叉车受到的阻力: f=G总=×1.6×104 N=1.6×103 N　(1分) 匀速行驶时,叉车受力平衡,水平方向上受到的牵引力等于阻力,叉车在水平地面行驶时牵引力的功率:P=Fv=fv=1.6×103 N×9× m/s=4×103 W　(2分) 20.解:(1)绳子自由端移动的距离:s=3h=3×15 m=45 m　(1分) 拉力移动钢丝绳的速度:v===1.5m/s　(1分) (2)由P=得拉力做的功:W总=Pt=3000 W×30 s=9×104 J　(1分) 由W=Fs得拉力的大小:F===2000 N　(1分) (3)货物的重力:G=mg=300 kg×10 N/kg=3000 N　(1分) 所做有用功:W有=F有s有=Gh=3000 N×15 m=4.5×104 J　(1分) 滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=50%　(1分) 21.(1)动　(2)①不同　同一高度　②28.0　③错误　④1 和 3　(3)大 评分标准:每空1分,共7分,有其他合理答案均可参照给分 22.(1)上　费力　(2)0.5　1250　(3)400　133.3 评分标准:每空1分,共6分,有其他合理答案均可参照给分 23.(1)定　不能　(2)不变　减小　(3)C　(4)6×104 评分标准:每空1分,共6分,有其他合理答案均可参照给分 学科网（北京）股份有限公司 $$